第4章 S7-200 PLC基础知识

1、第第4 4章章 S7-200 PLCS7-200 PLC基础知识基础知识S7- 200欧姆龙欧姆龙plcFX-2N北京和利时北京和利时PLC台达台达PLC4.1 PLC4.1 PLC概述概述n PLCPLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。运算操作的电子装置。n 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，

2、控制各种类型的机械或生产过程。输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLCPLC及其及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 在在PLCPLC的发展历程中，有过几个不同的名称：的发展历程中，有过几个不同的名称：l可编程序矩阵控制器可编程序矩阵控制器PMCPMC （Programmable Matrix ControllerProgrammable Matrix Controller）l可编程序顺序控制器可编程序顺序控制器PSCPSC （Programmable Sequ

3、ence ControllerProgrammable Sequence Controller）l可编程序逻辑控制器可编程序逻辑控制器PLCPLC （Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller）l 19681968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GMGM），），为了适应汽车型号不断更新的需要，提出为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型了十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工业控制装置。的工业控制装置。19691969年美国数字设备

4、公司（年美国数字设备公司（DECDEC）根据招标的要求，研制出世界上第一台可编程序控根据招标的要求，研制出世界上第一台可编程序控制器，并在制器，并在GMGM公司汽车生产线上首次应用成功。公司汽车生产线上首次应用成功。l 19801980年美国电气制造商协会（年美国电气制造商协会（NEMANEMA）正式将其命名正式将其命名为编程序控制器（为编程序控制器（Programmable ControllerProgrammable Controller），），简称简称 PCPC。l 70年代中期，年代中期，PLC进入了实用化阶段。进入了实用化阶段。l 70年代末和年代末和 80年代初，年代初，PLC进入

5、了成熟阶段。进入了成熟阶段。PLCPLC的历史演变的历史演变目前，世界上有目前，世界上有200200多家多家PLCPLC厂商，厂商，400400多多品种的品种的PLCPLC产品，产品，PLCPLC产品可按地域分成产品可按地域分成三大流派：三大流派：一个流派是美国产品一个流派是美国产品一个流派是欧洲产品一个流派是欧洲产品一个流派是日本产品一个流派是日本产品l美国通用电气公司美国通用电气公司GEGE系列系列PLC PLC GEGE公司的代表产品是：公司的代表产品是：小型机小型机: :GE-1GE-1、GE-1/JGE-1/J、GE-1/P GE-1/P 中型机中型机: :GE-GE- 大型机大型机

6、: :GE-GE- l 德国西门子（德国西门子（SIEMENSSIEMENS）公司）公司S S系列系列PLCPLC 德国西门子（德国西门子（SIEMENSSIEMENS）公司生产的可编程序控）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENSSIEMENS）公）公司的司的PLCPLC产品包括产品包括LOGOLOGO，S7-200S7-200，S7-300S7-300，S7-400S7-400，工业网络，工业网络，HMIHMI人机界面，工业软件等。人机界面，工业

7、软件等。西门子西门子PLCPLC及相关产品及相关产品 小型：小型：SIMATIC S7-200 PLC SIMATIC S7-200 PLC 中型：中型： SIMATIC S7-300 PLC SIMATIC S7-300 PLC 大型：大型： SIMATIC S7-400 PLC SIMATIC S7-400 PLC 工业通讯网络工业通讯网络 （SIMATIC NETSIMATIC NET） 人机界面（人机界面（HMIHMI）硬件）硬件 SIMATIC S7SIMATIC S7工业软件工业软件 ：编程工具、基于：编程工具、基于PCPC的的控制软件、人机界面软件。控制软件、人机界面软件。l 日

8、本三菱公司日本三菱公司PLC PLC 小型：小型：F1F2FXF1F2FX系列系列大中型：大中型：A A系列、系列、QnAQnA系列、系列、Q Q系列系列 l 日本立石（日本立石（OMRONOMRON）公司）公司PLC PLC SYSMAC CSYSMAC C系列系列PLCPLC整体式结构的微型整体式结构的微型PLCPLC机是以机是以C20PC20P为代表的机型为代表的机型 OMRON OMRON 中型机以中型机以C200HC200H系列最为典型系列最为典型 l 日本松下公司日本松下公司PLCPLC 松下公司的松下公司的PLCPLC产品中，产品中，FPOFPO为微型机，为微型机，FP1FP1为

9、整体式小为整体式小型机，型机，FP3FP3为中型机，为中型机，FP5/FP10FP5/FP10、FP10SFP10S（FP10FP10的改进型）的改进型）、FP20FP20为大型机，其中为大型机，其中FP20FP20是最新产品。是最新产品。 国产国产PLCPLC主要生产厂家及产品性能主要生产厂家及产品性能l 中国科学院自动化研究所的中国科学院自动化研究所的PLC-0088PLC-0088l 北京联想计算机集团公司的北京联想计算机集团公司的GK-40GK-40l 上海机床电器厂的上海机床电器厂的CKY-40CKY-40l 上海起重电器厂的上海起重电器厂的CF-40MR/ERCF-40MR/ERl

10、 苏州电子计算机厂的苏州电子计算机厂的YZ-PC-001AYZ-PC-001Al 原机电部北京机械工业自动化研究所的原机电部北京机械工业自动化研究所的MPC-00l/20MPC-00l/20、KB-KB-20/4020/40l 杭州机床电器厂的杭州机床电器厂的DKK02DKK02l 天津中环自动化仪表公司的天津中环自动化仪表公司的DJK-S-84/86/480DJK-S-84/86/480l 上海自立电子设备厂的上海自立电子设备厂的KKIKKI系列系列l 上海香岛机电制造有限公司的上海香岛机电制造有限公司的ACMY-S80ACMY-S80、ACMY-S256ACMY-S256l 无锡华光电子工

11、业有限公司（合资）的无锡华光电子工业有限公司（合资）的SR-10SR-10、SR-20/21SR-20/21等等。 4.1.3 PLC4.1.3 PLC的应用领域的应用领域l 1 1开关量的逻辑控制开关量的逻辑控制 l 2 2运动控制运动控制 l 3 3过程控制过程控制 l 4 4数据处理数据处理 l 5 5通信联网通信联网 4.1.4 PLC4.1.4 PLC的主要特点的主要特点l 1 1可靠性高，抗干扰能力强可靠性高，抗干扰能力强l 2 2配套齐全，功能完善，适用性强配套齐全，功能完善，适用性强l 3 3编程方便，易学易用编程方便，易学易用l 4 4系统的设计工作量小，维护方便，容易系统的

12、设计工作量小，维护方便，容易改造改造l 5 5体积小，重量轻，能耗低，性价比高体积小，重量轻，能耗低，性价比高4.1.5 PLC4.1.5 PLC与继电器控制的区别与继电器控制的区别比较项较项目用继电继电器控制系统统用PLC控制控制逻辑逻辑实现实现比较复杂较复杂，修改困难难，占用空间间大体积积小，连线连线少，控制灵灵活，易于扩扩展控制速度取决决于机械触触点的动动作速度，一般为为几十毫秒，并并且容易出现触现触点抖动动情况况有继电继电器和晶体管输输出方式，特别别是晶体管是无触触点控制，输输出控制速度很快，达达到微秒级级，不会会出现触现触点抖动现动现象可靠性机械式，寿寿命短，可靠性和可维维护护性差连

13、线连线少，可靠性高，寿寿命长长工作方式并并行工作方式周期性循环扫环扫描工作方式定时时控制用时间继电时间继电器定时时，精度不高，定时时范围围有限，受外界干扰扰影响响由内内部的晶振稳稳定给给出，精度很高，最小可为为0.001S，最长长几乎没没有限制设计与设计与施工设计设计、施工、调试调试必须须依次进进行，周期长长，修改困难难设计设计和施工可以同时进时进行，周期短，调试调试和修改都很方便价格使用机械开关开关，继电继电器和接触触器等，价格相对对便宜，但使用数数量多，总总价并并不便宜PLC可以代替很多继电继电器，初期投资资可能会会稍大，但总总体来说来说性价比较较高4.1.6 PLC4.1.6 PLC的分

14、类的分类 （1 1）按结构形式分类）按结构形式分类l 整体式整体式PLCPLC： 又称单元式或箱体式。整体式又称单元式或箱体式。整体式PLCPLC是将电源、是将电源、CPUCPU、I I0 0部件都集中装在一个机箱内。一般小型部件都集中装在一个机箱内。一般小型PLCPLC采用采用这种结构。这种结构。l 模块式模块式PLCPLC：将将PLCPLC各部分分成若干个单独的模块，如各部分分成若干个单独的模块，如 CPUCPU模块、模块、I I0 0模块、电源模块和各种功能模块。模块式模块、电源模块和各种功能模块。模块式PLCPLC由由框架和各种模块组成。模块插在插座上。一般大、中型框架和各种模块组成。

15、模块插在插座上。一般大、中型PLCPLC采用模块式结构，有的小型采用模块式结构，有的小型PLCPLC也采用这种结构。也采用这种结构。l 有的有的PLCPLC将整体式和模块式结合起来，称为将整体式和模块式结合起来，称为叠装式叠装式PLCPLC。 （2 2）按）按 I IO O点数分类点数分类l 小型：小型：I/OI/O点数在点数在256256点以下；点以下；l 中型：中型：I/OI/O点数在点数在25625620482048点之间；点之间；l 大型：大型：I/OI/O点数在点数在20482048点以上。点以上。4.1.6 PLC4.1.6 PLC的分类的分类 小型小型PLC（西门子（西门子S7-

16、200系列）系列）中型中型PLC（西门子（西门子 S7-300系列）系列）大型大型PLC（西门子（西门子 S7-400系列）系列）4.1.7 PLC4.1.7 PLC的基本结构的基本结构4.1.7 PLC4.1.7 PLC的基本结构的基本结构输入单元电源单元输出单元CPU单元IO单元CPU芯片Flash存储器芯片CPU=微处理器微处理器（控制器（控制器+运算器运算器+寄存器）寄存器）+ 控制接口电路控制接口电路微处理器：微处理器：（1）通用处理器：通用处理器：8086、80286、80386（2）单片机芯片：）单片机芯片：MCS-51、MCS-96（3）位片式微处理器：位片式微处理器：AMD-

17、2900，2901，2903l 小型小型PLC多采用多采用8位微处理器或单片机作为位微处理器或单片机作为CPUl 中型中型PLC多采用多采用16位微处理器或单片机作为位微处理器或单片机作为CPUl 大型大型PLC多采用高速位片式微处理器多采用高速位片式微处理器1.1.中央处理单元（中央处理单元（Central Processing Unit,CPUCentral Processing Unit,CPU）微处理器功能：微处理器功能： 1) 1)控制用户从编程器控制用户从编程器输入输入的用户程序和数据的接收与存储；的用户程序和数据的接收与存储； 2) 2)检查检查编程过程中的语法错误，诊断电源及编

18、程过程中的语法错误，诊断电源及PLCPLC内部的工作故障；内部的工作故障； 3) 3)用用扫描扫描方式工作，接收来自现场输入信号，并输入到输入映象寄方式工作，接收来自现场输入信号，并输入到输入映象寄存器和数据存储器中。存器和数据存储器中。 4) 4)在进入在进入运行运行方式后，从存储器中逐条读取并执行用户程序完成用方式后，从存储器中逐条读取并执行用户程序完成用户程序所规定的逻辑运算，算术运算机数据处理等操作户程序所规定的逻辑运算，算术运算机数据处理等操作 5) 5) 根据运算结果，更新有关标志位的状态，刷新输出映象寄存器根据运算结果，更新有关标志位的状态，刷新输出映象寄存器的内容，再经的内容，

19、再经输出输出部件实现输出控制，打印制表或数据通信等功部件实现输出控制，打印制表或数据通信等功能能1.1.中央处理单元（中央处理单元（Central Processing Unit,CPUCentral Processing Unit,CPU）l控制接口电路：控制接口电路： 微处理器与主机内部其他单元进行联系的部件微处理器与主机内部其他单元进行联系的部件功能：功能：数据缓冲、单元选择、信号匹配、中断管理。数据缓冲、单元选择、信号匹配、中断管理。2. 2. 存储器存储器(Memory)(Memory)l 系统程序存储器：系统程序存储器：用来存储可编程控制器内部的各种信息。用来存储可编程控制器内部的

20、各种信息。 一般系统程序由一般系统程序由PLC厂家编写的系统监控程序，不能由用户直接厂家编写的系统监控程序，不能由用户直接存取。系统程序主要由有关系统管理，解释指令，标准程序及系存取。系统程序主要由有关系统管理，解释指令，标准程序及系统调用等程序组成。统调用等程序组成。系统程序存储器一般用系统程序存储器一般用PROM或或EPROM构构成。成。系统程序存储器系统程序存储器用户程序存储器用户程序存储器程序存储区数据存储区系统区l 程序存储区程序存储区：用来存储由用户编写的，通过编程器输入：用来存储由用户编写的，通过编程器输入的程序。的程序。l 数据存储区数据存储区：用来存储通过输入端子读取的输入信

21、号状：用来存储通过输入端子读取的输入信号状态，输出端子输出信号状态，态，输出端子输出信号状态，PLC中的各个内部器件的中的各个内部器件的状态，以及特殊功能要求的有关数据。状态，以及特殊功能要求的有关数据。l 系统区系统区：用来存放：用来存放CPU的组态数据。的组态数据。用户程序存储器用户程序存储器l 用户程序存储器：用户程序存储器：主要用来存放用户程序。主要用来存放用户程序。 主要存储可编程控制器内部的输入输出信息，以及内部继电主要存储可编程控制器内部的输入输出信息，以及内部继电器，移位寄存器，累加寄存器，数据寄存器，定时器和计数器，移位寄存器，累加寄存器，数据寄存器，定时器和计数器的动作状态

22、。器的动作状态。用户程序用户程序存储器用存储器用RAM构成。构成。3. 3. 输入、输出单元输入、输出单元(Input/Output Uint)(Input/Output Uint)n 输入单元：输入单元：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。数字信号送入主机。u 输入单元类型：输入单元类型：直流输入单元直流输入单元 交流输入单元交流输入单元 交直流输入单元交直流输入单元u 输入信号输入信号：1.控制信号：开机，关机，转换，调整，急停（控制台）控制信号：开机，关机，转换，调整，急停（控制台）2.检测信号：传感器，继电器的触点，

23、限位开关，行程开关等检测信号：传感器，继电器的触点，限位开关，行程开关等 这些信号有的是开关（或数字）量，有的是模拟量，有的这些信号有的是开关（或数字）量，有的是模拟量，有的是直流信号，有的是交流信号。要根据输入信号的类型选是直流信号，有的是交流信号。要根据输入信号的类型选择合适的输入接口。择合适的输入接口。COM光电三极管光电三极管发光二极管发光二极管直流电源直流电源输入端子输入端子+PLCSBn+24V发光二极管发光二极管RC滤波电路滤波电路直流输入单元直流输入单元 光电耦合器光电耦合器n输出单元：输出单元：将将CPU向外输出的信号转换成可以驱动外向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的

24、信号，以便控制接触器线圈等电器通断部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。l 输出三种形式：输出三种形式： 继电器继电器 - 低速大功率，低速大功率，交流或直流供电交流或直流供电晶体管晶体管 - 高速小功率，高速小功率，直流供电直流供电 晶闸管晶闸管 - 高速大功率，高速大功率，交流供电交流供电l 输出信号输出信号：控制信号：如指示灯的亮或灭，电动机的启动，停止或正反转，设控制信号：如指示灯的亮或灭，电动机的启动，停止或正反转，设备的转动，平移，升降，阀门的开闭等。备的转动，平移，升降，阀门的开闭等。 因

25、为因为PLC的直接输出带负载的能力有限，所以的直接输出带负载的能力有限，所以PLC输出接口所输出接口所带的负载，通常是接触器的线圈，电磁阀的线圈，信号指示灯带的负载，通常是接触器的线圈，电磁阀的线圈，信号指示灯3. 3. 输入、输出单元输入、输出单元(Input/Output Uint)(Input/Output Uint)继电器输出继电器输出以以继电器形式为例：继电器形式为例：PLC内内部部电电路路内内部部电电路路J+交流电源或交流电源或直流电源直流电源YCOM-3. 3. 输入、输出单元输入、输出单元(Input/Output Uint)(Input/Output Uint)l 把外部供应

26、的电源把外部供应的电源变换变换成系统内部各单元所需的电源。成系统内部各单元所需的电源。l 一般使用一般使用220V220V的交流电源或的交流电源或24V24V直流电源直流电源给给PLCPLC进行供电进行供电，内部的开关电源为，内部的开关电源为PLCPLC的的CPUCPU、存储器等电路提供、存储器等电路提供5V5V，+12V+12V，-12V-12V，24V24V等直流电源，整体式的小型等直流电源，整体式的小型PLCPLC还提供还提供一定容量的直流一定容量的直流24V24V电源，供外部有源传感器（如接近电源，供外部有源传感器（如接近开关）使用。开关）使用。l PLCPLC所采用的开关电源输入电压

27、范围宽（一般为所采用的开关电源输入电压范围宽（一般为20.420.428.8VDC28.8VDC或或8585264VAC264VAC）、体积小、效率高、抗干扰性）、体积小、效率高、抗干扰性能力强。为了避免电源干扰，接口电路的电源回路彼此能力强。为了避免电源干扰，接口电路的电源回路彼此相互独立。相互独立。4.4.电源单元电源单元5. 5. 各种接口、高功能模块：各种接口、高功能模块： 扩展接口主要用于扩展主机单元的扩展接口主要用于扩展主机单元的IOIO点数或特殊功能，点数或特殊功能，在主机的后面连接扩展在主机的后面连接扩展IOIO模块或功能模块，使模块或功能模块，使PLCPLC的配置更加的配置更

28、加灵活，以满足不同控制系统的要求。灵活，以满足不同控制系统的要求。 编程设备可以是专用编程设备可以是专用的的手持式编程器手持式编程器；也可以；也可以是安装了专门的编程通讯是安装了专门的编程通讯软件的软件的个人计算机个人计算机。6. 6. 编程设备编程设备PCFP PROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTL WLORR WRANY WYSTX WXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTC EVTMT SVACLRENTBAFEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4(DELT)CLR手持式编程器手持式编程器4.1.8 PLC4.1.

29、8 PLC的工作原理的工作原理l 上电处理：上电处理：对对系统的硬件和软件进行初始化系统的硬件和软件进行初始化。l 循环扫描过程：循环扫描过程：按顺序循环执行各个阶段的任务。按顺序循环执行各个阶段的任务。l 出错处理：出错处理：每扫描一次，执行一次自诊断检查。每扫描一次，执行一次自诊断检查。循环扫描过程循环扫描过程n输入采样阶段。输入采样阶段。首先首先，PLCPLC依次依次从从输入接口电路读入所有输入状态和数据输入接口电路读入所有输入状态和数据并将它们存入并将它们存入输入映像输入映像寄存器内寄存器内；然后然后, ,输入映像输入映像寄存器寄存器与外界隔离与外界隔离如果输如果输入状态和数据发生变化

30、，入状态和数据发生变化，PLCPLC不再响应，输入寄存器中的数据和状态保持不不再响应，输入寄存器中的数据和状态保持不变，要等到下一个扫描周期才能读入。变，要等到下一个扫描周期才能读入。循环扫描过程循环扫描过程n用户户程序执执行阶阶段。CPU将将指令逐条调条调出并执并执行，其过过程是从从程序的上到下，从从左到右的顺顺序依次扫扫描用户户程序，并并根据输输入的数数据和状态状态改变变各个个内内部寄存器（软继电软继电器）的状态状态。循环扫描过程循环扫描过程n输输出刷新阶阶段。CPU将输将输出映像寄存器的状态状态和数数据传传送到输输出锁锁存器，在经过输经过输出电电路的隔离和功率放大，转换转换成合适的电压电

31、压、电电流或脉冲信号号，驱动驱动接触触器、电电磁铁铁、电电磁阀阀等执执行器，这时这时的输输出才是PLC真真正的输输出，输输出的状态状态才会会改变变。PLCPLC输入输出处理规则输入输出处理规则l 输入映像寄存器的内容：输入映像寄存器的内容：由上一个扫描周期输入端子的状态决定。由上一个扫描周期输入端子的状态决定。l 输出映像寄存器的状态：输出映像寄存器的状态：由程序执行期间输出指令的执行结果决定。由程序执行期间输出指令的执行结果决定。l 输出锁存器的状态：输出锁存器的状态：由上一次输出刷新期间输出映像寄存器的状态决定。由上一次输出刷新期间输出映像寄存器的状态决定。l 输出端子板上各输出端的状态：

32、输出端子板上各输出端的状态：由输出锁存器确定。由输出锁存器确定。l 执行程序时所用的输入、输出状态值：执行程序时所用的输入、输出状态值：取决于输入、输出映像寄存器的状态。取决于输入、输出映像寄存器的状态。完整完整PLCPLC工作过程工作过程n 上面说的输入采样、用户程序执行、输出上面说的输入采样、用户程序执行、输出刷新只是一个刷新只是一个PLCPLC上电以后工作方式为上电以后工作方式为RUNRUN时的重要的三个阶段，而时的重要的三个阶段，而PLCPLC上电以后整个上电以后整个工作流程还包括了像对远传工作流程还包括了像对远传IOIO的读取、处的读取、处理通讯、更新时钟以及自诊断等过程，详理通讯、

33、更新时钟以及自诊断等过程，详细的工作流程图如图细的工作流程图如图4-64-6所示。所示。4.2 4.2 硬件系统硬件系统 S7-200 PLC系列产品实物图系列产品实物图4.2.1 4.2.1 主机单位主机单位l 主机单元有时又称作主机单元有时又称作CPUCPU模块模块=CPU=CPU单元单元+ +存储器存储器+ +基本输入输基本输入输出出单元单元等，是等，是PLCPLC的主要部分。的主要部分。l 它实际就是一个完整的控制系统，可以单独完成一定的控它实际就是一个完整的控制系统，可以单独完成一定的控制任务，如从输入部分读取现场采集来的信号，进行一系制任务，如从输入部分读取现场采集来的信号，进行一

34、系列的转换，执行用户程序，把程序执行的结果放到输出部列的转换，执行用户程序，把程序执行的结果放到输出部分输出驱动相应的外部负载。分输出驱动相应的外部负载。n安装方式安装方式面板安装导轨安装 接线端子可自由拆卸接线端子可自由拆卸.扁平电缆连接扁平电缆连接 外部存储卡外部存储卡运行运行/ /停止开关停止开关 扩展扩展I/OI/O连接口连接口外部电位器外部电位器(SMB28,SMB29 0-255)简简 单单 而而 实实 用用 的的 安安 装装 方方 式式特性CPU222CPU224CPU224 XPCPU226外形尺寸908062120.5806214080621908062本机数数字量I/O8入

35、/6出14入/10出14入/10出24入/16出本机模拟拟量I/O无无2入/1出无扩扩展模块数块数2777用户户程序区区（KB）481216数数据存储区储区（KB）281010掉电电保持时间时间（小时时）50100100100高速计数计数器4路6路6路6路单单相高速计数计数器4路30kHz6路30kHz4路30kHz，2路200kHz6路30kHz双双相高速计数计数器2路20kHz4路20kHz3路20kHz，1路100kHz4路20kHz高速脉冲输输出2路20kHz2路20kHz2路100kHz2路20kHzRS485通讯讯口1122脉冲扑捉输输入个数个数8141424AC 220V电电源C

36、PU输输入电电流/最大负载负载85mA/500mA110mA/700mA120mA/900mA150mA/1050mADC 25V电电源CPU输输入电电流/最大负载负载20mA/70mA30mA/100mA35mA/100mA40mA/160mA1. 1. 电源规范电源规范 S7-200 CPUS7-200 CPU的型号规格的型号规格1. 1. 电源规范电源规范 24V24V直流晶体管输出（允许范围直流晶体管输出（允许范围5 530VDC30VDC） DCDC/ /DCDC/DC/DC24V24V直流电源供电（允许范围直流电源供电（允许范围20.420.428.8VDC28.8VDC）24V2

37、4V直流开关量输入（允许范围直流开关量输入（允许范围20.420.428.8VDC28.8VDC）24V24V直流开关量输入（允许范围直流开关量输入（允许范围20.420.428.8VDC28.8VDC）24V24V直流输出（允许范围直流输出（允许范围5 530VDC30VDC）24-230V24-230V的交流输出（允许范围的交流输出（允许范围5 5250VAC250VAC）ACAC/ /DCDC/RLY(/RLY(继电器继电器) )100-230V100-230V交流电源供电交流电源供电（允许范围（允许范围8585264VAC264VAC，474763HZ63HZ）CPU226AC/DC/

38、CPU226AC/DC/继电器模块输入、输出单元的接线图继电器模块输入、输出单元的接线图2424个数字量输入点个数字量输入点 分成二组分成二组 ： 第一组由输入端子第一组由输入端子I0.0I0.7、I1.0I1.4共共13个输入点组成个输入点组成 ，每个外部输入的开关信号均，每个外部输入的开关信号均由各输入端子接出，经一个直流电源终至公由各输入端子接出，经一个直流电源终至公共端共端1M； 2. 第二组由输入端子第二组由输入端子I1.5I1.7、I2.0I2.7共共11个个输入点组成，各输入端子的接线与第一组类输入点组成，各输入端子的接线与第一组类似，公共端为似，公共端为2M。 +-输入电路 M

39、 M、L+L+两个端子两个端子向外向外提供提供24VDC/400mA24VDC/400mA传感器电源，传感器电源，可以为传感器提供电源，也可以作为输入端的检可以为传感器提供电源，也可以作为输入端的检测电源使用。测电源使用。+-输入电路1616个数字量输出点个数字量输出点 分成三组分成三组 ：1.由输出端子由输出端子Q0.0Q0.3共四个输出点与公共共四个输出点与公共端端1L组成组成 2. 第二组由输出端子第二组由输出端子Q0.4Q0.7、Q1.0共共5个个输出点与公共端输出点与公共端2L组成组成 3.第三组由输出端子第三组由输出端子Q1.1Q1.7共共7个输出点与个输出点与公共端公共端3L组成

40、。每个负载的一端与输出点相连，组成。每个负载的一端与输出点相连，另一端经电源与公共端相连。另一端经电源与公共端相连。 对于继电器输出方式，既可对于继电器输出方式，既可带直流负载，也可带交流负带直流负载，也可带交流负载。负载的激励源由负载性载。负载的激励源由负载性质确定。输出端子排的右端质确定。输出端子排的右端N、L1端子是供电电源端子是供电电源120/240VAC输入端。该电源电压允许范输入端。该电源电压允许范围为围为85264VAC。其他附件其他附件（1 1）状态指示灯）状态指示灯 S7-200 CN S7-200 CN有三个状态指示灯，主要指示目前有三个状态指示灯，主要指示目前CPUCPU

41、的工作状态。这三个状态指示灯的工作状态。这三个状态指示灯分别是分别是SF/DIAGSF/DIAG、RUNRUN和和STOPSTOP。其中。其中SF/DIAGSF/DIAG是表示系统错误或处于诊断状态，即系统出是表示系统错误或处于诊断状态，即系统出现错误或处于诊断状态时该灯点亮，在调试程序时，若有强制点该灯也会亮起。现错误或处于诊断状态时该灯点亮，在调试程序时，若有强制点该灯也会亮起。（2 2）可选卡插槽）可选卡插槽 在状态指示灯下面是可选卡插槽，拔出盖子，里面有个插口可以用来扩展存储卡、在状态指示灯下面是可选卡插槽，拔出盖子，里面有个插口可以用来扩展存储卡、时钟卡和电池。一般用的比较少。时钟卡

42、和电池。一般用的比较少。（3 3）通讯口）通讯口 S7-200 CN S7-200 CN的通讯口是标准的的通讯口是标准的RS232/485RS232/485接口，可用来连接编程器、上位机、触摸屏接口，可用来连接编程器、上位机、触摸屏等。还可以与其他控制器相连组成复杂的控制系统。等。还可以与其他控制器相连组成复杂的控制系统。（4 4）输入输出状态指示灯）输入输出状态指示灯 每个输入输出每个输入输出I/OI/O端子都有一个对应的状态指示灯，用来指示目前端子都有一个对应的状态指示灯，用来指示目前I/OI/O口的状态。如口的状态。如果某个果某个I/OI/O口的状态为口的状态为“0 0”，相对应的指示灯

43、不亮；如果，相对应的指示灯不亮；如果I/OI/O口的状态为口的状态为“1 1”，则相应，则相应的指示灯点亮。的指示灯点亮。其他附件其他附件（5 5）接线端子）接线端子 接线端子是与外部连接的纽带，输入端子和外部输入的状态信号、按钮等相连，输出端子与控接线端子是与外部连接的纽带，输入端子和外部输入的状态信号、按钮等相连，输出端子与控制的执行机构或其他功率放大器等输出的相关设备相连。制的执行机构或其他功率放大器等输出的相关设备相连。（6 6）模式选择开关）模式选择开关 模式选择开关主要是用来设定模式选择开关主要是用来设定PLCPLC上电后上电后CPUCPU工作的模式。三种模式：工作的模式。三种模式

44、：RUNRUN、 STOP STOP和和TERMTERM。 RUN RUN模式和模式和STOPSTOP模式的区别是，模式的区别是，PLCPLC上电后，上电后，RUNRUN模式下会执行用户的程序，而模式下会执行用户的程序，而STOPSTOP模式下，不模式下，不执行用户程序。另外，在程序执行过程中，拨到执行用户程序。另外，在程序执行过程中，拨到STOPSTOP模式，模式，CPUCPU会立即停止执行程序。会立即停止执行程序。 TERM TERM模式称为终端模式，切换到此模式时，不改变当前的操作模式。即原来是模式称为终端模式，切换到此模式时，不改变当前的操作模式。即原来是RUNRUN模式，切换模式，切

45、换到到TERMTERM后，后，CPUCPU还是还是RUNRUN模式，原来是模式，原来是STOPSTOP模式也一样。这种模式主要用在自由口通信调试的程序上模式也一样。这种模式主要用在自由口通信调试的程序上，使通信口在自由口和，使通信口在自由口和PPIPPI之间互相切换。之间互相切换。（7 7）模拟电位器）模拟电位器 模拟电位器值：顺时针方向增加，逆时针方向减少。模拟电位器值：顺时针方向增加，逆时针方向减少。特殊寄存器特殊寄存器SM28SM28的内容的内容=0=0轴角位置对应的轴角位置对应的数据值，数据值，特殊寄存器特殊寄存器SM29SM29的内容的内容=1=1轴角位置对应的数据值。轴角位置对应的

46、数据值。特殊寄存器（特殊寄存器（SM28SM28、SM29SM29）：可以实时可以实时更改程序运行中的一些参数，如定时器和计数器的值的设定、过程量的控制参数等。更改程序运行中的一些参数，如定时器和计数器的值的设定、过程量的控制参数等。（8 8）扩展端口）扩展端口 扩展端口通过扁平电缆线来扩展各种扩展端口通过扁平电缆线来扩展各种I/OI/O模块或特殊功能模块，以弥补主机模块或特殊功能模块，以弥补主机I/OI/O点的不足或完成点的不足或完成某些特殊功能的控制任务的需要。某些特殊功能的控制任务的需要。4.2.2 4.2.2 扩展模块介绍扩展模块介绍1 1I/OI/O扩展模块扩展模块n 扩展单元没有扩

47、展单元没有CPUCPU，作为基本单元输入，作为基本单元输入/ /输出点数的输出点数的扩充，只能与基本单元连接使用。不能单独使扩充，只能与基本单元连接使用。不能单独使n S7-200S7-200的扩展模块包括的扩展模块包括数字量扩展模块数字量扩展模块，模拟量扩模拟量扩展模块展模块，热电偶、热电阻扩展模热电偶、热电阻扩展模块，块，PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP通信模块、以太网通信模块通信模块、以太网通信模块等。等。n 连接时连接时CPUCPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。与左侧的模块相连。输入输出扩展模块介绍输入输出扩展模块介绍

48、型 号号数数字量输输入点数数数数字量输输出点数数模拟拟量输输入模拟拟量输输出EM2218（24V DC）8（220V AC）16（24V DC）EM2224 （24V DC 5A）4 （继电继电器 10A）8 （24V DC）8 （继电继电器）8 （220V AC）EM2234（24V DC）4（24V DC）4（24V DC）4（继电继电器）8（24V DC）8（24V DC）8（24V DC）8（继电继电器）16（24V DC）16（24V DC）16（24V DC）16（继电继电器）32（24V DC）32（24V DC）32（24V DC）32（继电继电器）EM2314路2路热电热电阻

49、4路热电热电偶EM232(AQ4)4路EM2354路1路主机与扩展模块连接主机与扩展模块连接n连接时连接时CPU模块放在最模块放在最左侧，扩展模块用扁平电左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。缆与左侧的模块相连。扁平通信电缆扁平通信电缆特殊功能模块特殊功能模块 当需要完成某些特殊功能的控制任务时，当需要完成某些特殊功能的控制任务时，可与可与PLCPLC主机相连，以完成某种特殊的控制主机相连，以完成某种特殊的控制任务而特制的一种装置。如运动控制模块、任务而特制的一种装置。如运动控制模块、特殊通讯模块等。特殊通讯模块等。特殊功能模块特殊功能模块（1 1）EM241EM241调制解调器模块调制解

50、调器模块 使用该模块可以通过电话线、使用该模块可以通过电话线、ModbusModbus或或PPIPPI协议进行协议进行TeleserviceTeleservice（远程的维护和远程（远程的维护和远程的诊断）、的诊断）、CommunicationCommunication（进行（进行CPUCPU和和PCPC或或CPUCPU和和CPUCPU之间的通信）和之间的通信）和MessageMessage（发送短消（发送短消息到手机或其他终端）。息到手机或其他终端）。特殊功能模块特殊功能模块（2 2）CP243-1CP243-1工业以太网工业以太网模块模块 S7-200PLC可以通过智能扩展模块CP243-

51、1连接至工业以太网中。CP243-1不是即插即用的模块，需要先对其进行组态。特殊功能模块特殊功能模块（3 3）EM277EM277现场总线现场总线PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP的连接模块的连接模块 通讯模块通讯模块EM277EM277用于连接到用于连接到PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP现场总线现场总线系统中。系统中。EMEM 277277经过串行经过串行I/OI/O总线连接到总线连接到S7-200S7-200 CPUCPU。 此外，还有此外，还有PIDPID调节模块、高速计数器模块、以太调节模块、高速计数器模块、以太网通讯模块等其他智能模块，网通讯模块等其他智能模块，

52、特殊功能模块特殊功能模块（4 4）EM253EM253定位模块定位模块 该模块主要用于高精度的运动控制。控制该模块主要用于高精度的运动控制。控制范围从微型步进电动机到智能伺服系统。范围从微型步进电动机到智能伺服系统。4.3 S7-2004.3 S7-200系统配置系统配置 一套完整的一套完整的S7-200S7-200系统包括主机单元、扩展系统包括主机单元、扩展单元、电源、编程器、通讯电缆、编程软件单元、电源、编程器、通讯电缆、编程软件，此外还可以配置上人机界面等，此外还可以配置上人机界面等4.3.1 4.3.1 基本配置基本配置 S7-200S7-200系统任何一个型号的主机单元模块都可以单独

53、构成系统任何一个型号的主机单元模块都可以单独构成一个基本的配置，组成一个独立的控制系统，一个基本的配置，组成一个独立的控制系统，S7-200S7-200各个各个型号的型号的CPUCPU输入输出配置都是固定的输入输出配置都是固定的。项目CPU222CPU224CPU224 XPCPU226数字量输入数8141424地址分配I0.0I0.7I0.0I0.7I1.0I1.5I0.0I0.7I1.0I1.5I0.0I0.7I1.0I1.7I2.0I2.7数字量输出数6101016地址分配Q0.0Q0.5Q0.0Q0.7Q1.0Q1.1Q0.0Q0.7Q1.0Q1.1Q0.0Q0.7Q1.0Q1.7 模

54、拟量输入数2地址分配AIW0AIW2模拟量输出数1地址分配AQW04.3.2 4.3.2 扩展扩展I/OI/O模块配置原则模块配置原则n扩展扩展IOIO模块可以通过面板或标准的导轨和主模块可以通过面板或标准的导轨和主机模块连接在一起机模块连接在一起。n配置设计：编址、电源负载能力计算。配置设计：编址、电源负载能力计算。1.1.编编址规则址规则（1 1）同类型输入或输出点的模块进行顺序编址）同类型输入或输出点的模块进行顺序编址（2 2）数字量编址：数字量编址：数字量的数字量的IOIO映像寄存器的单位长度为映像寄存器的单位长度为8 8位，位，即以一个字节进行递增。所以如果输入输出点数不是即以一个字

55、节进行递增。所以如果输入输出点数不是8 8的倍数的倍数的，下一个同类模块在编址时不能使用上一个模块未用的地址的，下一个同类模块在编址时不能使用上一个模块未用的地址。 例如例如：CPU 224CPU 224输入点有输入点有1414个，其中编址时个，其中编址时I0.0I0.0I0.7I0.7是是8 8位，而位，而I1.0I1.0I1.5I1.5是是6 6位，则剩下的位，则剩下的I1.6I1.6、I1.7I1.7就不能使用，就不能使用，下一个模块如果要进行数字量的编址时，只能从下一个模块如果要进行数字量的编址时，只能从I2.0I2.0开始往后开始往后编。编。1.1.编编址规则址规则（3 3）模拟量）

56、模拟量编址：编址： 模拟量的模拟量的IOIO映像寄存器的单位长度为映像寄存器的单位长度为2 2个通道（个通道（3232位）递位）递增的方式来分配空间。本模块中没有使用的地址不能被后面的增的方式来分配空间。本模块中没有使用的地址不能被后面的同类模块继续使用，编址必须从偶数开始。模拟量输入的编址同类模块继续使用，编址必须从偶数开始。模拟量输入的编址格式为格式为AIW0AIW0、AIW2AIW2、AIW4AIW4；模拟量输出的编址格式为；模拟量输出的编址格式为AQW0AQW0、AQW4AQW4。 例如例如：EM235EM235有有4 4的模拟量输入和的模拟量输入和1 1个模拟量输出，则它的个模拟量输

57、出，则它的输入编址为输入编址为AIW0AIW0、AIW2AIW2、AIW4AIW4、AIW6AIW6；它的输出编址为；它的输出编址为AQW0AQW0。如果它后面再接一个。如果它后面再接一个EM235EM235模块，则这个模块的编址就要从模块，则这个模块的编址就要从接着上一个模块的编址继续往下，第二个接着上一个模块的编址继续往下，第二个EM235EM235模块输入编址模块输入编址为为AIW8AIW8、AIW10AIW10、AIW12AIW12、AIW14AIW14，而输出编址为，而输出编址为AQW4AQW4（注意：（注意：输出虽然是一个，但是在内部存储的时候是占用的两个通道的输出虽然是一个，但是

58、在内部存储的时候是占用的两个通道的存储空间，所以存储空间，所以AQW2AQW2不能用）。不能用）。1.1.编址规则举例编址规则举例例：某个控制系统数字量输入为例：某个控制系统数字量输入为2020点，数字量点，数字量输出为输出为1212点，模拟量输入为点，模拟量输入为4 4点，模拟量输点，模拟量输出为出为1 1点，试选择合适的主机模块和扩展模点，试选择合适的主机模块和扩展模块。块。1.1.编址规则举例编址规则举例解：考虑主机模块可以选用解：考虑主机模块可以选用CPU224CPU224，CPU224XPCPU224XP和和CPU226CPU226，选用的主机模块不同，相应的扩展，选用的主机模块不同

59、，相应的扩展模块就不同。模块就不同。1.1.编址规则举例编址规则举例（1 1）选用主机模块为）选用主机模块为CPU224CPU224 CPU224 CPU224有有1414点数字量输入和点数字量输入和1010点数字量输出。这样还需要点数字量输出。这样还需要配置至少配置至少6 6点的数字量和点的数字量和2 2点数字量输出，点数字量输出，4 4点模拟量输入和点模拟量输入和1 1点点模拟量输出。对照模拟量输出。对照I/OI/O扩展模块参数表扩展模块参数表4-34-3，选用最少的模块，选用最少的模块，这里选用这里选用EM223 EM223 数字量数字量8 8输入输入/8/8输出和输出和EM235EM2

60、35模拟量模拟量4 4输入输入/1/1输输出。出。主机单元扩展模块CPU224EM223EM235I0.0I0.7I1.0I1.5I2.0I2.7AIW0 AIW2 AIW4 AIW6Q0.0Q0.7Q1.0Q1.1Q2.0Q2.7AQW01.1.编址规则举例编址规则举例（2 2）选用主机模块为）选用主机模块为CPU224XPCPU224XP CPU224XP CPU224XP有有1414点数字量输入和点数字量输入和1010点数字量输出，另外还有点数字量输出，另外还有2 2点模拟量输入和点模拟量输入和1 1点模拟量输出。这样还需要配置至少点模拟量输出。这样还需要配置至少6 6点的点的数字量和数